军舰相控阵雷达的耗电量有多大，为什么有些人说该雷达不能常开？

这其实是三个问题了：1、什么是相控阵雷达；2、相控阵雷达耗电量大吗；3、雷达不能常开是什么原因。

用过不少雷达，导航的、警戒的、火攻的都用过。其中就有“相控阵”，从简单的操作层面谈，有不同的意见，欢迎批评。

铺路爪

首先，什么是“雷达”，其实雷达就是一种跟手机一样的“利用电磁波工作”的电子设备。手机利用电磁波变化特点传递信号到远方，雷达利用电磁波性质特点探测远方目标情况。

雷达有发射机、接收机、天线、显示器，发射机产生电磁波并通过天线发射出去，电磁波遇到目标反射被接收机接收，经过分析计算，在显示器上显示目标要素。

按照不同的工作方法、性质，雷达也被划分成不同的种类。所谓的“相控阵雷达”，就是按照天线扫描方式分的，实际可以叫“相控阵天线雷达”，与之相对的是“机械扫描天线雷达”。

两种雷达天线直观的区别在于：机械扫描天线雷达的天线一般只有一个，在舰艇的最高处，使用时不断转动，按照既定的方式向外发波；相控阵天线雷达的天线最少二面，一般都是固定的，不管使用还是不使用，都不动。

“相控阵雷达”的全称是“相位-控制-电子扫描阵列-雷达”。

可以理解成：它是许多相同的小“辐射单元”排成一个整齐的阵列，每个小“辐射单元”发射的电磁波的“相位和振幅”都可以独立受控，这些受控的电磁波发射出去后，能合成为需要的电磁波。

这样，通过不间断地调整控制，电磁波的波束指向、辐射方向也在不间断的变化。得到的结果就是：电线不动，电磁波是动的，效果与“机械扫描天线”一样，甚至在目标批次、精确度上、发现距离上、抗干扰能力上更要优秀一些。

相控阵分“有源”和“无源”。有源指每个独立辐射单元都有一个独立的电磁波发射源；无源是所有的独立辐射单元共用一个电磁波发射源。

有源相控阵雷达要先进一些，它在使用上很多优点是无源相控阵雷达没有的，比如功率可以做得大一些、使用效率更高、波束控制精准、可靠性强。但有源相控阵雷达的“发射/接收单元”（T/R单元）在制造上对材料、工艺、功率、散热性等要求更高，技术更复杂。

如果把人的眼睛比着“机械扫描雷达”，那么，蜻蜓、苍蝇的眼睛就如同“相控阵雷达”，它们那许多的复眼就是各个小单元。人要看视界外的物体，要转动头，而蜻蜓、苍蝇这不用动，差不多的道理。

相控阵雷达耗电量是比较大的，比如美国的陆基远程雷达“铺路爪”，两个圆形天线阵面，每个由2000个阵元组成，峰值功率为582kW，平均功率145kW，工作一天耗电1.4万度。我们的岛上就有它。

美国典型的舰载相控阵雷达SPY-1版本很多，但天线都是四面，子单元4300多个，平均发射功率约为58kW，放大器峰值功率约132kW，组合峰值功率4.2MW，工作一天，最少3000度电。

相控阵雷达耗电量大，主要是热损太大。相较于老式雷达，相控阵雷达的降温是个大问题，大部分能量都消耗在发热上了。现在最成熟的技术在美国，能效还是很低，据说达不到50%；一般的国家能达到30%，就很好了。

现在先进的军舰都搞“全电推”，其实就是为了能在战时保证战时用电。打仗时，如果雷达需要全开，舰艇就用电力推进，这样主辅机能同时发电给雷达用；因为这东西一开机，峰值功率太高，一般的电源根本没法保证供应。目前在全电推方面，英国做的不错，连美国都在向他学习。

雷达不常开，主要是雷达使用要求严格，它牵涉到很多问题，并不是“耗电”的原因。以前老式雷达耗电量不大，也有严格的开机限制。

特别是进入战斗状态，是要现场最高指挥员批准的。美国飞机、军舰总是在我们周边高调穿越，目的就是想看看我们战备雷达在哪里、什么参数。

除了保密以外，还有别的重要原因。首先这东西还是比较娇贵的，一方面它有寿命限制，频繁开机本身就对机器不好。

雷达开机后，发热非常厉害，如果降温不好，或者原件出问题烧坏，在岸上修起来都麻烦死了，何况在海上。

记得有一年在海上大雾，全时开机的导航雷达坏了，急得只好用某种雷达小功率导航，窝囊得要命。

其次，每次开机向外发波，就是在向外界告诉自己的位置，这对军队来说是大忌。比如导弹攻击时，有“导攻雷达”。不过真的打仗，只要有可能，都不会用雷达攻击的方式，因为这很危险，美国在“作战教令”里把“雷达攻击”的方式叫“自杀攻击”。

另外，只要不是打仗，没必要冒很多的安全风险，也没有必要把自己的环境搞得很差。雷达这种大功率机器一开，就有电气安全、人机安全、系统安全的隐患；还把舰艇的电磁环境恶化。

所以，雷达不常开，是雷达本身的特殊性决定的，不是耗电的原因；尤其是战备雷达，更不能开机。

军舰相控阵雷达的耗电量有多大，为什么有些人说该雷达不能常开？

说起相控阵雷达很多人都会想到美国伯克舰上装备的宙斯盾雷达，或者我国052D和最新的055大型导弹驱逐舰上装备的国产神盾雷达，可以说进入新世纪后各国新建造的主力战舰基本都装备有大大小小的各种类型的相控阵雷达，而这些相控阵雷达的加入也极大的提升了军舰的综合作战实力，但是经常在网上看到有人说军舰上装备的引以为傲的相控阵雷达事实上平时都是不开机的，只有在战时需要紧急状态下使用，那么这话是正确的吗？

首先这话的确不假，之所以军舰上的相控阵雷达不能长时间开机运行，也是有以下几点原因的：

第一、从相控阵雷达的优势来说，之所以相控阵雷达能够成为新一代战舰的标配，就是因为相比其他传统雷达而言，相控阵雷达不仅体积小巧，更重要的是其拥有极为强大的探测、指挥性能，其可以同时探测数千个目标并跟踪锁定其中最有威胁性的数十个，并迅速引导防空导弹进行拦截，等于是将传统的防空探测雷达和火控雷达综合到一起的产物，因此相控阵雷达堪称现代防空舰的核心系统和必备设备。

但是不管是什么雷达，其原理基本是一致的，从雷达的探测原理来说，将电能输送到雷达发射机后，发射机将电能转换为电磁信号，并且经过雷达天线发射出去。理论上雷达发射机发射功率越高，雷达探测距离越远。所以对于军舰来说，虽然受限于地球曲率的影响，搭载在军舰上的雷达最大探测距离不会超过400公里，但是要想实现400公里内的防空探测，雷达的发射机功率也要变得更高。但是我们知道任何电子设备功率越大发热量就越大，同样对于军舰上的相控阵雷达而言，要想实现几百公里的目标探测，其雷达发射机和天线的发热量肯定不低，虽然现代很多军舰使用的相控阵雷达采用水冷或者风冷的方式解决散热问题，但是雷达设备毕竟是时刻散发热量的，所以发热量一大雷达发射功率就会自动降低保护，这就像我们使用的手机一样，手机玩手游时间长了一发热，手机就会变得卡顿一个道理。所以对于军舰上的相控阵雷达而言，如果长时间开机的话，首先就是雷达发射机发热量上升以后，探测距离就会相应的降低，同时长时间高温运行的话也会对雷达的寿命有一定的影响。

第二、在军舰上综合电力推进系统还没有出现的时候，军舰上使用的主发动机主要是承担军舰的航行推进需求，并不参与发电需求。所以对于传统军舰而言，舰上的所有电子设备用电就需要专用的发电机解决，这就造成一个很大的问题就是，军舰上的发电功率大小事实上和主推进发动机并无关联，而是和专用的发电机功率有直接关系，所以很多军舰虽然使用的燃气轮机输出功率高达几万马力，但是却经常有“用电荒”的问题出现。比如美国的伯克舰虽然装备的四台LM2500系列燃气轮机总输出功率高达10万马力，但是其搭载的发电机却是三台总输出功率一万马力出头的小型燃气轮机。而伯克舰从一开始装备的SPY-1无源相控阵雷达的峰值发射功率高达4000-6000千瓦，所以对于伯克舰来说，只要舰上的相控阵雷达一开机，整艘军舰的其他很多用电设备都得短暂歇菜。所以不是说军舰在航行过程中不想长时间开机运行相控阵雷达，而是舰上越来越多的电子设备运行都需要大量的电能供应，但是迫于军舰上的供电系统是从一开始就设计好的，后期修改的难度不亚于重新设计整套供电系统，所以再这种窘况下就只能将舰上的用电大户不用时短暂关闭了。

同样对于越来越多想要上舰的激光武器、电磁炮等高耗能武器而言，如果其搭载的军舰平台没有发电量惊人的供电系统和使用综合电力推进系统的话，那上舰就只能再等等了。所以在这种需求下，我们看到包括英国的45型驱逐舰、美国的DDG1000、我国的055大型导弹驱逐舰都采用了适应未来海上作战的综合电力推进系统来迎接未来。

当然军舰上的相控阵雷达平时不开机，并不意味着军舰失去了对空对海探测能力，因为一艘军舰上装备的雷达不只有相控阵雷达一种，还包括有很大的其他类型雷达，所以就算是相控阵雷达平时不开机，军舰在航行过程中，也是至少有一部米波远程警戒雷达持续开机运行的，所以这就从需求上解决了相控阵雷达不开机时，军舰航行防空安全的问题。并且由于米波雷达耗电少，同时不怕敌军的电子信号侦查，并且米波雷达的探测范围广、探测距离远，所以米波雷达非常适合在平时作为军舰的主力警戒雷达，而在关键时刻则将任务转交给综合性能更高的相控阵雷达。

军舰相控阵雷达的耗电量有多大，为什么有些人说该雷达不能常开？

早期提康德罗加级巡洋舰因为相控阵雷达太耗电的问题，只能打开四个相控阵面中的一个进行对空搜索。通过四个阵面间断开机的方式进行360度的搜索。另外一个相控阵雷达耗电量大的例子是美国最新型驱逐舰阿利伯克三型，原本双波段雷达的设计是四面阵S波段加三面阵X波段。结果因为伯克级的舰体动力不足，如果加装了三面阵X波段的话，电就不够用了，所以将三面固定阵面的X波段雷达换成了单面的旋转X波段雷达。这样的设计让伯克三型和我国055的对比变成了笑话。问题来了，相控阵雷达相对于传统雷达，耗电量大了多少？为什么如此耗电？真的是因为太耗电电不够用，雷达才不能常开机吗？

我们经常提到的雷达有传统的机械扫描雷达还有我们熟知的相控阵雷达。我们以舰载对空搜索雷达做一下比较，大家就可以直观地看出相比传统雷达，相控阵雷达的耗电量数据有多大了。

比如俄罗斯的顶板三坐标对空搜索雷达，其峰值功率高达90KW，这已经是在原有基础上提升了一倍发射功率的前提下才达到的。而其平时工作的平均功率，估计不会超过20KW.比一架战斗机上使用的雷达功率稍微高点。

而舰载相控阵雷达的耗电量，比顶板对空搜索雷达怎么样呢？第一款进入实用版本的相控阵雷达天线是SPY-1A的改进型，这是一款无源相控阵舰载雷达，主要装备在提康德罗加级巡洋舰上。有两个中央发射机32个放大器为四面相控阵雷达供应雷达信号。每个放大器的峰值功率是132KW，平均功率是32千瓦，折合最大发射功率是4200KW.这样的雷达发射功率太大，提康德罗加级无法提供充沛的电能，只能减小雷达发射功率，仅仅只能支撑提康德罗加级一个阵面工作的用电需求。在SPY-1A基础上升级的SPY-1B同样装备在后续的提康德罗加级巡洋舰上，其平均发射功率提升到了58KW，最大发射功率达到了6000KW。升级后的后续六艘提康德罗加级巡洋舰，可以让相对应的两面相控阵同时开机。

对比以上数据我们发现，同样是对空搜索，俄罗斯最新型的顶板三坐标低空搜索雷达的发射功率，只有美国同期相控阵舰载雷达的发射功率的几十分之一，甚至百分之一。这是不是就能说明，相控阵雷达的发射功率有多大了？

我国在海之星雷达研发成功之后，曾经对美国军舰相控阵雷达的发射功率有个大概的估计。每平方米相控阵雷达的发射功率大概在40千瓦左右。美国宙斯盾的雷达阵面大概在12平方米的面积，也就是说，四面阵同时工作的总功率大概是4800KW的样子，跟上面的数据基本上可以对的上！

相对于传统雷达只有一个集中发射机的雷达设计体制，相控阵雷达有多少个T/R组件，理论上就需要有多少个雷达发射机。只不过因为有源和无源的区别。有源相控阵雷达的每个T/R组件都是一个单独的发射和接收单元，而无源相控阵雷达是有中央发射机和信号放大器为每个T/R组件提供雷达信号。两者本质上是一样的。

相控阵雷达和传统雷达相比，具备超远距离探测的能力。因为各个组件的雷达波在传输的过程中可以加强，所以大型地面相控阵雷达站具备对数千公里外目标的探测能力。比如我国的大型山体相控阵雷达，美国的铺路爪雷达。只不过这些雷达的发射功率动辄数万千瓦，是真正的电老虎。

舰载相控阵雷达因为优秀的阵面体制，每个发射单元本身就是一个小的雷达单元，在相位加强之后，其探测距离，跟踪目标的数量，抗干扰能力等往往都优于传统的雷达。比如顶板三坐标对空搜索雷达，在峰值功率时对空搜索距离也只有300公里，而相控阵可以轻松将这个距离拉伸到500公里，这就是相控阵雷达更加耗电的原因吧。如果您设计一款传统脉冲多普勒雷达，只要赋予这款雷达足够的发射功率，理论上，雷达的探测距离也可以足够远！传统雷达是对一个方向上的部分空域探测，而相控阵是对360度内的全部空域进行探测，探测范围，覆盖角度等都大的多，其能力相当于几十部传统雷达的叠加，耗电量大也就好解释了。

那么有源相控阵和无源相控阵哪种相控阵雷达体制更加耗电呢？这个问题相信仔细看过以上内容的朋友内心都有了答案了吧？有源体制每个T/R组件都具备单独发射雷达信号的能力，而无源体制需要通过中央发射机工作，在信号放大器的基础上再让T/R组件工作。理论上，无源相控阵工作的电路线程更长，而且中间增加了一级工作单位。传输损耗不可避免，而且在信号传输的过程中，一般强度都会大幅度地衰减。在耗能上，肯定要高于有源相控阵。当然，我们指的，是同样性能阵面的有源相控阵雷达和无源相控阵雷达的耗能对比。

我国052D采用的是四面阵有源相控阵雷达，也就是大家经常说的海之星。这款雷达的平均能耗大概是一平方米10千瓦左右。为什么跟美国的无源相控阵雷达耗能有如此大的差距呢？上面其实我们已经解释了，中央发射机在信号放大器的作用下，实际上会有能量损耗的。而一般电信号的传输过程中，能量有效利用达到50%就已经非常不错了。这也就解释了，我们依托只有7000吨排水量的舰体，却实现了每个同类上万吨舰体才能实现的相控阵雷达探测能力的问题！实际上是我们采用的有源相控阵体制更加节能而已！

我国055是世界上第一款安装双波段双四面阵雷达的先进驱逐舰。之所以能成为世界第一，最大的因素就是其装备的双波段雷达。美国实际上也在设计双波段雷达的驱逐舰，只不过受限于经费不足，只能在伯克级上改进。原本设计图上，伯克级的X波段雷达还是个三面阵，而实际建造的时候，却变成了一部旋转单面阵X波段雷达。这就是雷达耗电惹的祸，在舰体已定的情况下，无法为更多阵面提供电能的伯克级，只能选择牺牲性能了！055因为设计之初就考虑到了电力需求，所以我们完全不用担心电力供应不足的问题！

巨大的耗电量带来的，是巨大的散热。任何电能在传输的时候都会有损耗。就好比你用电脑一样，在满足使用的同时，电脑主机散发的热量甚至比一台电冰箱还大。一个房间内同时多放几台电脑的话，数九寒冬的冬季，房间内也不会冷的。网吧不开暖气依然很暖和就是这个原因。电脑的功率才三四百瓦，而舰载雷达的功率高达数千千瓦，这样的功率所散发的热量是电脑没法比的，如果长时间工作的话，散发的热量有可能将雷达的部件给烧坏，所以相控阵雷达的散热也是目前主要的研究方向。

相控阵雷达之所以需要短暂的停止工作，原因就是在散热不及时的时候，通过短暂的停止工作来给设备降温。目前美国相控阵T/R组件材料是砷化镓，这种材料的温度达到60度以上的时候，就会因为温度过高无法工作。目前美国技术部门采用的散热方式主要是风扇散热，这样可以保障相控阵雷达的连续开机时间达到将近3个小时（160分钟）不过在3小时之后，雷达就需要短暂的关机进行散热处理。

我国的相控阵雷达T/R组件的性能采用的是氮化镓，相比于砷化镓只能耐受60度的温度，氮化镓的耐高温性能更好。再加上水冷模式，我们的舰载相控阵雷达的连续开机时间高达6个小时。我们采用有源相控阵雷达体制，本身功率就小得多，再加上更加先进的材料与散热手段。我国最新的舰载相控阵雷达可以连续开机的时间比美国多出去将近一半的时间。大家可以看到055一体桅杆上并没有堆砌那么多的乱七八糟的雷达，什么原因大家明白了吗？我们的雷达连续开机时间长，不需要在短暂停机的状态下用其他雷达做补充！所以一体化桅杆做得也非常漂亮！

一点点技术的进步，在装备的战斗力和建设上都会有巨大的性能体现。我国在相控阵的研发初期，实际上是冒着很大的风险的，因为我们只有直接越过无源相控阵主攻有源相控阵，才能在技术上实现领先。一旦失败，会因为巨大的投入没有产出，同时又不去做无源相控阵而面临我国雷达技术整体落后的局面。上世纪九十年代在相控阵雷达的研发上，美国人的主流是无源相控阵雷达的，有源相控阵只是一种概念，我们将其做成了实物，这才带来了我们雷达工业的全球领先。到今天，我们的舰载相控阵世界第一，空基预警机世界第一，甚至机载雷达的性能也是世界第一。

军舰相控阵雷达就是因为耗电巨大是建立在无源相控阵的基础上的，因为多了放大器等中间环节，电能的损耗严重。当我们的有源相控阵登台，大家似乎并没有看到我们的军舰因为耗电量巨大而无法正常工作的窘境。在实现小舰大预警的同时，因为更加先进的相控阵雷达体制，我们的相控阵在耗电量上少了，同比例散发的热量也就少了。可连续工作的时间就变得多了！只不过现在还是无法全天候工作，未来随着新材料和散热技术的持续改进，相信我们的舰载相控阵最终将具备全天候工作的能力吧！

军舰相控阵雷达的耗电量有多大，为什么有些人说该雷达不能常开？

那肯定是不能常开的！

你有没有听说过，如果一架战机打开雷达的时候，只要你在前面放一只公鸡，可能下一秒就被烤熟了，足可见战斗机的雷达功率有多大。单单飞机的雷达功率就这么大了，那你想一下上万吨的大型舰艇，那雷达打开状态下功率还不得是蹭蹭往上涨？

舰载相控阵雷达

目前，向美国的“阿利-伯克级”、小日子的“金刚级”，或者我国的052D型与055型驱逐舰，装备的都是大型相控阵雷达。也可以说，目前世界上拥有一流战斗力的水面作战舰艇，那么所装备的一般都是各类型的相控阵雷达，能够将军舰的综合战斗力提升一个层面。

那为什么性能这么强的相控阵雷达不能长时间开机呢？真的是因为耗电量非常巨大吗？另外，如果在不开机的情况下，军舰就不怕防空安全问题吗？万一敌方趁着你雷达处于关闭状态下，直接发射导弹或者派遣战机过来搞偷袭，那不就完犊子了吗？

这个疑问与你想的一样，就是因为相控阵雷达一旦开机之后，那么所需要的耗电量是非常巨大的。相比于传统的老式雷达，现在主流战舰所使用的相控阵雷达，是拥有极为强大的指挥性能，以及超远、超精准的探测性能，并且这种雷达还可以同时间探测几千个目标，能够同时跟踪、锁定，并且引导己方战机前往攻击的目标可以达到上百个。也就是说，这种相控阵雷达已经将以往的老式探测雷达，以及独立的火控引导攻击雷达结合在一起，一部雷达就能完成以前好几部雷达才能完成的任务，当然这样做的耗电量也非常大？

而说到相控阵雷达的工作原理，那就是将大量的电能传输到雷达发射器，然后将电能直接转化为电磁信号，再通过雷达天线向外发射出去。而当电磁信号扫到敌方目标的时候，就会直接反射回到军舰上的雷达接收机，这就证明已经探测到了敌方目标。而后雷达就会锁定并跟踪该目标，再引导自己的战机或者导弹对目标展开精确攻击，这就是相控阵雷达的普遍工作流程。再者，像以往的雷达是通过机械旋转雷达天线，虽然只需要一台探测雷达就可以实现360度探测了，但这种方式每旋转一圈，都会产生短时间的探测测真空区。而相控阵雷达不一样，相控阵雷达的探测阵面是固定不动的，每艘军舰上很可能会装备3面~6面相控阵雷达的探测阵面，每个正面各负责60~120度的探测角度，从而实现真正的360度无死角探测。

也就是说，以往的探测雷达一部就能搞定360度探测，当然这种360度有非常大的水分，所以为了解决这个问题，现在的相控阵雷达就是将探测阵面增加，每个正面各负责自己的扫描角度范围，从而实现真正的无死角探测，当然这样做的弊端就是所需要的耗电量是非常巨大的，相当于多装了好几台雷达。

• 所以，相控阵雷达虽然性能非常好，但是耗电量是非常大的，我举个对比的例子你们就很清楚了。

像一般的对空搜索雷达，在工作的时候峰值功率能够达到90千瓦，这已经算是很高的了，老式的对空搜索雷达有个40~50千瓦就不错了。而战斗机的雷达，在工作的时候最高也不会超过20千瓦。

再说说舰载相控阵雷达的耗电量，比如第1款装在“提康德罗加级”巡洋舰上的相控阵雷达，一共有两个中央发射机、32个信号放大器，雷达阵位为四面。而每个放大器的最高峰值能够达到132千瓦，平均功率大概是32千瓦左右。所以这样算下来，提康德罗加级巡洋舰的相控阵雷达，最高峰值的用电量大约是4200千瓦，平均功率也有1000千瓦以上。而后续最新升级型号的相控阵雷达，最高功率更是能够超过6000千瓦以上，耗电量是相当恐怖的。

再者，目前有很多军舰都没有使用综合电力推进系统，所以这些军舰虽然动力系统非常强劲，主发动机的功率也非常大，但是这发动机并不参与舰上的发电工作，而是会配备有专门的多台小型燃气轮发电机，发电机的总输出功率加起来也不会超过1万马力。所以，像美国的“提康德罗加级”或者“伯克级”这样装备相控阵雷达的舰艇来说，一旦舰载相控阵雷达开机，那么整艘舰艇的其他用电设备都得短暂瘫痪，就更不用说长时间开机了。

雷达工作过程是非常复杂的

当然，如果遇到敌情的时候再怎么耗电也得开，一旦电力实在不足，就只能够牺牲掉舰艇上的其他用电设备了，或者是打开备用应急蓄电池供电。

所以，装备了相控阵雷达的军舰，在正常情况下的确是不会长时间打开相控阵雷达的，这样做的目的就是为了省电，另一方面也是为了借这个时间给舰上的蓄电池充电。只有将蓄电池全部充满电之后，一旦遇到敌情，才能够让耗电量巨大的相控阵雷达拥有更长的开机时间。

但是，虽然一些盾舰的相控阵雷达平时不会长时间开机，但这也不是意味着这艘军舰就失去了防空探测能力。因为像这些盾舰，虽然最主要的雷达是相控阵雷达，但也不代表着这些军舰就只装备相控阵雷达这一种，肯定会装备其他类型雷达的。所以在航行过程当中，虽然相控阵雷达只要不遇上敌情，正常情况下都会处于关闭状态。但是军舰的其他远程监控探测警戒雷达是会长时间开机的，主要就是为了解决军舰在航行时的防空安全问题，避免被敌方钻了空子。像一些米波雷达，本身探测的范围就很广、探测距离也远，再者这种米波雷达的耗电量也比较少，所以非常适合军舰使用该种雷达持续开机警戒。

只要一直处于警戒状态的雷达发现目标之后，才会启动相控阵雷达，对目标进行更加精准的探测、跟踪、锁定，最后再引导各种武器对敌方目标进行攻击消灭。

“军器战位”

军舰相控阵雷达的耗电量有多大，为什么有些人说该雷达不能常开？

舰载相控阵雷达作为军舰上最耗电的设备，经常被人误以为是海军为了无法承受其巨大的耗电量，所以选择了阶段性关闭，只有需要的时候才打开，其实这种说法是一种误解。其实不常开的原因是为了保证其散热的需要，毕竟这种大家伙发热太严重了，如果长时间启动的话，很容易出现问题，如果相控阵雷达上的无线阵列电子元件被烧毁，那么整个雷达也就报废了。

那么为何这种名字听上去那么拉风的雷达，会存在这么严重散热问题呢？其实相控阵雷达是一种相位控制电子扫描阵列雷达，其工作原理是利用无数个小型天线单元进行排列所组成的天线阵面，每一个单元都可以独自进行相位开关控制，并通过天线单元发射相对来形成不同相位的电磁波束，也就是说相控阵雷达其实就是通过各个天线单元所发射的电磁波进行有效探测。

有意思的是，相控阵雷达的造型与传统雷达造型完全不一样，更像是一块钢板安装到了雷达上，而且上面还装载了很多个电子元件，从远处看上去像是一个个整齐的步兵方阵，也因为这种特殊的造型，这种天线也被称为“门板”，组成这些电子元件的阵列其学名叫做“T/R组件”。

别看造型比较独特，相控雷达的探测方式可比传统雷达先进多了，相较于传统雷达还需要不停的旋转，相控雷达由于采用了四面阵列天线的排布，可以达到360度无死角的探测效果。但缺点也很明显，其相控雷达阵列的天线组成数量过于庞大，这也导致雷达的功率较大，虽然探测距离也非常远，但维持开机工作时间仅能维持30-120分钟，同时工作期间还需要水冷进行降温。如果是小型相控雷达，则会使用风冷进行降温，但工作时间也被压缩到了20分钟，这一点跟传统雷达想必短板还是比较明显的。

以我国052C驱逐舰为例，它的相控阵雷达是346型，一个门板上安装了560个T/R组建，而每个组建的功率为30瓦，如果560个T/R全部运行的话，那么功率则将直接提升为16800瓦，那么四面全开的话，则会高达67200瓦，也就是67千瓦，如果工作40分钟的话，那么耗电量仅会消耗45度电，从这个数字来看的话，上面说相控阵雷达耗电量过大的谣言也就不攻自破了，所以说相控阵雷达只是因为散热问题才会选择短时间关闭。

那么为何相控阵雷达的散热这么差呢？其原因就在采用了砷化镓这种半导体材料，该材料制作的T/R组件需要在保持60度的环境温度之才可以正常工作，这也导致相控阵雷达的散热受到了一定的限制，虽然这种材料并不完美，但目前各个国家都没有找到相应的替换材料。从目前已知的散热手段来看，美国通过化学+风扇的组合，可以让雷达开机时间保持在160分钟。这对于执行任务的驱逐舰而言，依然足够了。而对于中国海军对于相控阵雷达的散热方式更加强劲，通过将砷化镓改为氮化镓，其连续开机的时间已经超过了300分钟。这对于目前各个国家的相控阵雷达而言，已经是领先地位了，这也是为何我国的055驱逐舰不再使用老旧的警戒雷达的主要原因，毕竟这种先进的 雷达，不仅性能强，而且各方面都非常优秀，对于我国驱逐舰而言也是一次巨大的提升。

军舰相控阵雷达的耗电量有多大，为什么有些人说该雷达不能常开？

舰载相控阵雷达的确是军舰上最耗电的设备，不论是舰载、机载，甚至是路基相控阵雷达都不能常开，其原因并非是难以承受巨大的耗电量，而是散热。

如果相控阵雷达长时间开机且得不到有效散热，那么天线阵列上的电子元件将会烧毁，雷达就会因此报废。

相控阵雷达为什么会存在散热问题呢？我们先来了解关于相控阵雷达的知识：所谓相控阵雷达就是相位控制电子扫描阵列天线雷达，利用大量单个控制的小型天线单元排列成天线阵面，每个天线单元都由独立的移相开关控制，通过控制各天线单元发射的相位，就能合成不同相位的电磁波束，相控阵雷达就是利用各天线单元所发射的电磁波进行探测的。

▼下图为我国JY-26型路基机动远程有源相控阵搜索雷达的扫描阵列天线特写，上面密密麻麻的东西就是组成天线阵列的各天线单元。

我们所理解的天线应该是用许多管状金属组合而成的装置，比如安装在052CD驱逐舰上外形酷似“晾衣架”的517型米波远程搜索雷达，它的扫描天线就是由“许多管状金属组合而成的”，在不断旋转中实施对空和对海搜索。

而相控阵雷达的外形与传统雷达截然不同，它的扫描天线外形就像一块平整的门板，上面安装有许多电子元件，这些元件按照设计要求在“门板”上整齐排列，形态像极了整齐列队的步兵方阵，因此这样的“门板”就被称之为相控阵雷达的“阵列天线”，而那些组成阵列的电子元件就是上述中提到的“各天线单元”，它的专业名称为“T/R组件”。

大型相控阵雷达不需要像传统的机械扫描雷达那样通过旋转天线来进行探测（舰载和路基相控阵雷达就属于大型相控阵雷达），但是为了达到360°无死角探测效果，通常需要设置4面阵列天线面向4个不同方向，这就是我们在军舰上看到“四面盾牌”，每面“盾牌”可扫描所面对方向120°以内的范围。

相控阵雷达阵列天线上组成阵列的T/R组件数量越多，雷达的功率就越大，探测距离越远，探测精度也就越高。比如美国的“铺路爪”相控阵远程预警雷达的每一面天线均由17360个T/R组件组成阵列，其中15360个是负责发射电磁波的T单元，2000个是负责接收探测回波的R单元，这些T/R组件以96个小组的形式组成一面圆形阵列，每个小组既可协同工作，也可独立工作，协同工作时每一面阵列天线的最远探测距离为5000公里，一旦发现目标或者需要为多枚导弹提供攻击制导时每个小组将独立展开工作，每一个小组将为不同的拦截导弹提供独立的制导服务，这就是相控阵雷达能具备“同时锁定200个目标并同时攻击其中100个目标”功能的原因。

▼下图为美国X波段的路基“铺路爪”远程警戒雷达，每一面天线由一万多个T/R组件组成阵列。

不管是大型的舰载、路基相控阵雷达还是机载的小型相控阵雷达，它们都有一个共同的缺点，那就是基于散热的考虑，雷达开机连续工作时间非常短，大型相控阵雷达可以采用水冷的形式进行降温，因此开机连续工作时间可达到30~120分钟，比如我国052C型驱逐舰的346型水冷相控阵雷达开机连续工作时间仅为40分钟；机载的小型相控阵雷达只能采用风冷降温，因此开机连续工作时长一般不超过20分钟，比如F-22隐身战斗机的AN/APG-77相控阵雷达。

相控阵雷达开机连续工作时长较短的原因是散热问题，以S/C波段的052C型驱逐舰346型相控阵雷达为例：每一面天线一共由560个T/R组件组成矩形阵列，每个T/R组件的功率约为30W，工作效率为≥25%，尺寸为21.5×49×12.5mm，重量约为220克。

假设346型相控阵雷达开机后每一面天线上的560个T/R组件全部正常运行，那么功率将达到16800W，四面天线同时工作时总功率达到67200W，即67.2KW，如果开机工作40分钟，耗电量约为45KW/h,也就是说在开机工作的40分钟内4面天线的耗电量仅为45度电而已！如果将整个雷达系统的电耗计算在内耗电量也不会超过200度，因此耗电量并不是制约相控阵雷达开机连续工作时间长短的因素。

▼下图为日本海上自卫队装备的“秋月”级驱逐舰，该型军舰使用小型相控阵雷达的原因并不是电能供应不足，而是大功率相控阵雷达的散热问题不好解决。

一台家用型微波炉的功率不超过1500W，一台电磁炉功率通常为3000W，一台电饭煲的功率一般不超过800W，如果分别使用上述三种家用电器来加热500毫升的水到沸腾（接近100℃），微波炉用时不超过3分钟，电磁炉不超过1分钟，电饭煲不超过5分钟。

052C型驱逐舰的346型相控阵雷达单面天线的功率为16800W，假设全部T/R组件的做工效率均为25%，这就意味着只有约4200W的功率在发射电磁波，剩下的12600W的功率则在空耗。

能量从来不会凭空产生，也不会凭空消失，电能同样如此。由于这12600W的电能并不在雷达天线是做功，因此只能以发热的形式进行空耗，这就相当于在雷达天线上同时运行着4台电磁炉和一台电饭煲，如果不对天线进行散热处理，那么堆积的热量将会越来越高，最后导致的结果只有两个：第一、天线烧毁；第二、 缩短开机时间。

下图为052C型驱逐舰的346型大功率相控阵雷达特写，红色箭头指示的是雷达天线冷却系统循环水管道，弧形外壳设计有利于风扇换气降温。

过去的汽车通用循环水加风扇的方式对发动机进行冷却，俗称“水冷散热”，而台式电脑则采用铝合金传热加风扇的方式对CPU芯片进行冷却，俗称“风冷散热”，这两种散热办法都被应用到解决相控阵雷达散热中，水冷散热通常应用在大型相控阵雷达，比如052C驱逐舰所使用的346型相控阵雷达；小型相控阵雷达则采用风冷法进行散热。

然而相控阵雷达天线总归是由成百上千甚至上万个独立的T/R组件组成的阵列，不管是水冷还是风冷始终都无法完美地进行彻底散热，大量T/R组件在工作时同时释放的热量很难被液态水或气流全部带走，热量堆积现象依旧在发生。

最关键的是T/R组件是用砷化镓半导体材料做成的电子元器件，当运行环境温度高于60℃时将会有30%的组件开始出现工作不稳定的现象，当环境温度接近100℃时100%的组件将会失效，倘若温度超过100℃，那么组件将会烧毁。

风冷和水冷固然能起到明显的冷却作用，但是温度的堆积依旧不可避免，一旦雷达开机连续工作时间过长时，堆积的温度将会造成T/R组件运行环境超过60℃，严重影响雷达发挥正常性能。为了解决这个问题，像军舰搭载的大型相控阵雷达只能限制开机连续工作时间，也就是题主所说的“不常开”，这也是大多数军舰除了安装先进的相控阵天线以外还要加装一部传统搜索/警戒雷达的主要原因，同时也是小吨位军舰不使用相控阵雷达的原因。

好在军舰一般都是以编队的形式出海作训的，在巡航过程中使用传统搜索/警戒雷达进行探测；进入临战状态以后则在舰队中组织舰只轮流开启相控阵雷达，雷达关机的其他舰只以数据链的方式共享探测结果；当旗舰下达“一级战备”命令后舰队各舰只自己的相控阵雷达才会开机。

▼下图为我国的054A型驱逐舰，由于吨位相对较小，该型驱逐舰并未使用相控阵雷达，而是在桅杆顶安装了一部三坐标搜索雷达，相控阵雷达虽然先进，但是系统过于庞大，并不适合排水量在4000吨以下的军舰，否则就要像日本和印度那样使用高不成低不就的小功率相控阵雷达了。

综上所述我没得吃这样的结论：军舰搭载的相控阵雷达的电耗并不高，开机40分钟所消耗的电能仅为几百度而已，因此相控阵雷达不能常开的原因并非耗电太高，真正的原因是受散热的制约，使用砷化镓半导体材料制作的T/R组建需要在60℃以下的环境温度才能正常工作，所以即便采用了散热措施，相控阵雷达依旧不能长时间开机工作。由于先进的相控阵雷达严重受制于散热，各国均在投入大量资金研究解决办法，在这方面我国似乎走在了最前沿，比如052C型驱逐舰的346相控阵雷达我们和大家一样采用水冷散热，雷达开机连续工作时间均为40~50分钟，而到了052D的346A型相控阵雷达时，我们同美国人一样采用了像现在的汽车那样的化学加风扇冷却法，雷达连续开机时间已经突破了160分钟，而到了055万吨大驱上的346B型“海之星”多功能相控阵雷达时我们不但采用化学加风冷的方法来为雷达散热，而且制作T/R组件的材料也由砷化镓改为氮化镓，技术水平已经超越了美国人，开机连续工作时间达到了创纪录的300分钟！这也是055型驱逐舰不再使用“晾衣架”警戒雷达的原因。

▼下图为正在高速航行的055型驱逐舰首舰——101南昌舰，该型军舰吨位超过10000吨，网络上许多所谓“专家”都在夸它先进，但是究竟先进在哪里却说不出个所以然来，055大驱比美舰先进的地方主要表现在该舰搭载的多波段相控阵雷达系统，其中S波段用于警戒与搜索，C波段用于提供制导。